Der Mikrowellenherd arbeitet nach dem Dipol-Shift-Prinzip. Die vom Magnetron erzeugten Mikrowellen bringen die Wassermoleküle in Lebensmitteln zum Schwingen. Die kinetische Energie der Bewegung von Molekülen wird in Wärme umgewandelt. So wird das Essen erhitzt.
Ein Mikrowellenherd ist ein elektrisches Haushaltsgerät, das zum Erhitzen oder Garen von Speisen mit Mikrowellenstrahlung bestimmt ist.
Mikrowelle
Mikrowellenstrahlung umfasst Radiowellen im Dezimeter-, Zentimeter- und Millimeterbereich. Dem Menschen bekannte Mikrowellenherde verwenden Dezimeterstrahlung mit einer Frequenz von mehr als zwei Megahertz.
Der Hauptunterschied zwischen einer Mikrowelle und beispielsweise einem Backofen besteht darin, dass das darin befindliche Essen nicht nur von der Oberfläche erhitzt wird. Hochfrequente Radiowellen können bis zu einer Tiefe von 2-3 Zentimetern eindringen, was den Aufheiz- oder Kochvorgang erheblich beschleunigt.
Arbeitsprinzip
Das Funktionsprinzip von Mikrowellenherden basiert auf einer Dipolverschiebung. Enthält das Material polare Moleküle (z. B. Wasser), verschiebt sich die Energie der auf diese Moleküle wirkenden Radiowellen ständig und reiht sich entlang der Kraftlinien des Feldes auf. Das auf das Objekt einwirkende Feld ist variabel, die Moleküle scheinen also von einer Seite zur anderen zu "schwingen". Gleichzeitig übertragen sie die von den Funkwellen empfangene Energie aufeinander.
Nach den Gesetzen der Physik ist die Temperatur eines Körpers direkt proportional zur kinetischen Energie der Bewegung seiner Moleküle und Atome. Je aktiver polare Moleküle in Bewegung gesetzt werden, desto stärker erwärmt sich das Objekt. Dieses Phänomen wird als Dipolverschiebung bezeichnet. Es ist die Umwandlung elektromagnetischer Strahlung in Wärme.
Da Wasser die Rolle polarer Moleküle in Lebensmitteln spielt, sind moderne Mikrowellenherde so konstruiert, dass sie genau die Wassermoleküle erhitzen, zudem im flüssigen Zustand. Daher wird beispielsweise Eis oder Zucker in der Mikrowelle deutlich langsamer erhitzt.
Die Quelle von Radiowellen in Mikrowellenöfen ist ein Magnetron. Ein Magnetron ist eine spezielle Vakuumröhre, die Dezimeterwellenlängen erzeugen kann. Wellen vom Magnetron werden durch Wellenleiter in den Innenraum des Ofens übertragen.
Die Geschichte der Erfindung des Mikrowellenherdes
Der amerikanische Militäringenieur Percy Spencer gilt als Erfinder der Mikrowellenherde. Als Percy im Labor an Radargeräten für die Navy arbeitete, bemerkte er, dass das Sandwich auf dem eingeschalteten Magnetron heiß wurde.
Es gibt eine andere Version der Entdeckungsgeschichte der Mikrowelle, nach der eine Tafel Schokolade in Percys Tasche durch die Strahlung eines Magnetrons geschmolzen ist.
